浅谈放大电路中的反馈

浅谈放大电路中的反馈
楚雄师范学院物电系电信08级董志程20081042120
摘要：在当今社会里，反馈的作用已经被很大的利用。

在信息系统，管理系统，积极工作，军事和民用技术中，都在广泛的运用着反馈。

在我们的模拟电路中，反馈就是将放大电路的输出量的一部分或者全部通过电路（反馈网络）反向送回输入端或输入电路，从而使得电子电路能够正常的工作，并能够实现我们的需求。

关键词：增益，负反馈，反馈深度，性能影响，正确引入
引言: 在工作的需要中，对输入量的调节，就会出现两种结果就是我们所熟知的正反馈和负反馈。

如何正确的认知负反馈，分析负反馈，引入负反馈，利用负反馈，接下来我们就来剖析负反馈。

1. 放大电路中的增益：
下图为放大电路引入了反馈的结构框图：
从图中可以看出：反馈放大电路由基本放大电路（A）和反馈网络（F）组成。

基本放大电路的主要功能是放大信号，反馈电路的主要功能是传输反馈信号。

可以根据KCL有：净输入信号Xid=Xi – Xf;
放大电路的开环增益为：A=Xo／Xid;（输入信号／输出信号）
放大电路的闭环增益为：Af=Xo／Xi；（注：所谓闭环是指不接入负载，而开环则是接入了负载）
反馈系数为：F=Xf／Xo;（输入信号／输出信号）
经过上面几式的总结化简可以得到：反馈电路增益Af=A／(1+AF)
可以看出在引入负反馈之后，放大电路的闭环增益Af发生了变化，其大小和（1+AF）这一因数有关。

2. 反馈深度（1+AF）
（1+AF）是衡量反馈程度的重要指标，负反馈电路中所有性能的改变都和（1+AF）有关。

我们就把（1+AF）称为反馈深度，而将AF称为放大电路的环路增益。

经过分析可以得出如下的信息：
a．如果︱1+AF︱>1，则︱Af︱<︱A︱。

即是引入了负反馈后，增益减小了，这种反馈就称为负反馈。

b.如果︱1+AF︱< 1,则︱Af︱>︱A︱.即是引入了反馈之后，增益增大了，这种反馈就称为正反馈。

正反馈虽然可以提高增益，但使得放大电路的性能不稳定，所以正反馈电路只有在一些专门电路中才使用。

c.如果︱1+AF︱=0，则︱Af︱→∞，这就是说，放大电路没有信号输入时，也有输出信号，这时的放大电路处于自激振荡状态。

当︱1+AF︱>>1的时候就称为“深度负反馈”。

而且反馈系数F一般都1小很多，不会超过一，所以要使得︱1+AF︱>>1这个成立，放大电路的开环增益就必须非常大。

一般的当AF＞１０就可以认为是深度负反馈了。

3 . 负反馈的四种基本组态
由于在电路中会有交流电源输入和直流电源输入的区别，所以反馈也被分作了交流反馈和直流反馈。

对于交流负反馈具有四种基本的状态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。

顾名思义，当反馈量是取电压则为电压反馈，反馈量是取电流则为电流反馈。

电压串联负反馈放大电路如上图所示，图中集成运放代表基本放大电路，用A表示。

反馈网络是由电阻R1和R2组成，用F表示。

从图中可以看出，反馈网络的输入量是取决于放大电路的输出的电压Uｏ，Uｏ不仅输出到负载上，而且还返送到反馈网络。

运放输出端极性为（+），这就是输入信号Us接在运放的相同输入端，所以Uｓ（Ｕｉ）与Uｏ的极性相同。

Uｆ是Ｕｏ在电阻网络上的分压，因此，Ｕｆ也和Ｕｏ一样是同极性的．
串联负反馈对静输入电压Ｕｉｄ进行调整时，未达到调整效果，要求所加的电源为恒压源，这样才能够保证当输出量改变时，反馈对对输出量进行有效的调整，起到负反馈的作用。

3.2电压并联负反馈放大电路：
在反馈放大电路中，若反馈网络对输出电压取样，并反馈为电流送到输入端，与输入电流相减，其差值作为净输入电流进行放大，这样则是引入了电压的并联负反馈。

若在放大电路中，输入信号为恒流源或近似恒流源，最宜选用的是并连负反馈。

电压负反馈的重要作用是稳定电路的输出电压。

，不论输入端的连接方式是串联还是并联，其实质就是，输出电压Uｏ经过反馈网络的自动调节作用，使得输出的电压维持稳定。

在反馈电路中，若反馈电路从输出网络电流来取样，并转换为反馈电压与输入电压相减，把他们的差值作为净输入信号进行放大，则是引入了如上图所示的电流串联负反馈。

电流串联负反馈电路如上图所示。

在放大电路的输入接入信号电压Uｓ后引起电路中各个节点的电位极性和电流方向如上图所示。

运放输出的极性为（＋），应为输入信号Uｓ接在运放的同相端，因此Uｏ和Uｓ是相同的极性，Uｆ和U ｏ极性相同。

Uｆ抵消了Ｕｉ的一部分，因此电流减小了，整个电路的电压增益将会降低，可以肯定的是电路为负反馈电路。

3. 4电流并联负反馈放大电路：
在反馈放大电路中，若反馈网络从输出电流取样，其取样电流与输入电流相减，把他们的差值电流做为净输入信号进行放大，则是引入了电流并联负反馈电路。

电流并联负反馈电路可以稳定输出电流，所以也称作电流控制的电流源。

在分析过程中我们可以根据上面所介绍过的增益和反馈深度来进一步分析几种组态下的放大电路。

反馈系数为：F=Xf／Xo;（输入信号／输出信号）
增益为：A=Xo／Xid;（输入信号／输出信号）
反馈电路增益Af=A／(1+AF)
则就有下表：
4. 负反馈对电路的性能改善：
4. 1. 改变电路的输入输出电阻：
a.串联负反馈提高输入电阻；
b.并联负反馈减小输入电阻；
c.电压负反馈减小输出电阻；
d.电流负反馈提高输出电阻；
4.2 提高了增益的稳定性：
引入深度负反馈之后，放大电路的增益只决定于反馈网络，而与基本放大电路没有关系。

反馈网络一般都是由性能比较稳定的无源器件所组成的，参数基本不受外界环境的影响，因此他所决定的增益是比较稳定的。

4.3 展宽通频带，减小频率失真：
加入负反馈之后，使得放大电路的通频带扩大为开环时的（1+AF）倍。

4.4减小非线性失真，抑制干扰和噪声：
5．如何正确的引入负反馈：
5.1. 要稳定静态工作点，应该引入直流负反馈；要改善放大电路的动态性能，应该引入交流负反馈。

5.2．要稳定放大电路中的某个输出量（电压或者电流），必须先对这个量进行采样。

例如，要稳定输出电压，应采用电压负反馈；要稳定输出电流，则采用电流负反馈。

5.3．根据需要可以引入局部反馈后者整体反馈。

5.4．如果要提高放大电路的输入电阻，则采用串联负反馈，反之，则采用并联负反馈。

总而言之：在放大电路的反馈中，只要我们能够对他有深刻的认知，在未来科技的发展方向上，放大电路负反馈的运用所带来的作用将会是不可磨灭的。

参考文献：模拟电子技术基础/王远主编. —3版.—北京：机械工业出版社出版，2007.6 模拟电子技术基础/韩学军主编.—北京：中国电力出版社出版，2008
电子技术基础.模拟部分/康光华主编；华中科技大学电子技术课程组编. —5
版.—北京：高等教育出版社出版2006.1。